Концепція екологічної ніші. У екосистемі будь-який живий організм еволюційно пристосований (адаптований) до певних умов середовища, тобто. до абіотичних і біотичних факторів, що змінюються. Зміни величин цих чинників кожного організму допустимі лише певних межах, у яких зберігається нормальне функціонування організму, тобто. його життєздатність. Чим більші межі зміни властивостей середовища допускає (нормально витримує) конкретний організм, тим вище стійкість цього організму до зміни факторів стану середовища. Вимоги певного виду до різних екологічних чинників визначають ареал виду та місце їх у екосистемі, тобто. займану ним екологічну нішу.

Екологічна ніша- Сукупність умов життя в екосистемі, що пред'являються видом до безлічі екологічних факторівсередовища з погляду його нормального функціонування в екосистемі Отже, поняття екологічної ніші насамперед включає у собі роль, чи функцію, яку виконує даний виду співтоваристві. Кожен вид займає своє, тільки йому властиве місце в екосистемі, яке зумовлене його потребою в їжі та пов'язане з функцією відтворення виду.

Співвідношення понять ніші та місцеперебування. Як показано в попередньому розділі, для популяції насамперед необхідне місцепроживання, яке за своїми абіотичними (температура, характер грунту тощо) та біотичним (харчові ресурси, характер рослинності тощо) факторами відповідало б її потребам. Але місцепроживання виду слід плутати з екологічної нішою, тобто. функціональною роллю виду у цій екосистемі.

Умови нормального функціонування виду.Найважливішим для кожного живого організму біотичним факторомє їжа. Відомо, що склад їжі визначається насамперед набором білків, вуглеводнів, жирів, а також наявністю вітамінів та мікроелементів. Властивості їжі зумовлені вмістом (концентрацією) окремих інгредієнтів. Вочевидь, необхідні якості їжі різняться різних видів організмів. Нестачу будь-яких інгредієнтів, як і їх надлишок, надають шкідливий впливна життєздатність організму.

Аналогічно і з іншими біотичними і абіотичними чинниками. Тому можна говорити про нижню і верхню межі кожного екологічного фактора, в межах яких можливе нормальне функціонування організму. Якщо величина фактора середовища стає нижчою за нього нижньої межіабо вище верхньої межі для цього виду, і якщо цей вид не зможе швидко пристосуватися до умов середовища, що змінилися, то він приречений на вимирання і його місце в екосистемі (екологічна ніша) буде зайнято іншим видом.

Попередні матеріали:

Екологічна ніша- Сукупність всіх факторів середовища, в межах яких можливе існування виду в природі. Концепція екологічна нішазазвичай застосовується щодо взаємовідносин екологічно близьких видів, які стосуються одного трофічного рівня. Термін «екологічна ніша» запропонований Дж. Гринеллом (1917) для характеристики просторового розподілу видів (тобто екологічна ніша визначалася як поняття, близьке до місцепроживання).

Пізніше Ч. Елтон (1927) визначив екологічну нішу як становище виду у співтоваристві, наголосивши на особливій важливості трофічних зв'язків. Ще наприкінці 19 – початку 20 століть багато дослідників зауважували, що два види, екологічно близькі і які займають подібне становище у співтоваристві, що неспроможні стійко співіснувати однією території. Це емпіричне узагальнення знайшло підтвердження у математичної моделіконкуренції двох видів за одну їжу (В. Вольтерра) та експериментальних роботахГ.Ф. Гаузе ( принцип Гаузі).

Сучасна концепція екологічної нішісформувалася з урахуванням моделі екологічної ніші, запропонованої Дж. Хатчинсоном (1957, 1965). Згідно з цією моделлю, екологічну нішу можна представити як частину уявного багатовимірного простору (гіперобйому), окремі виміри якого відповідають факторам, необхідним для нормального існування виду.

Розбіжність екологічних ніш різних видів шляхом дивергенції відбувається здебільшогоза рахунок приуроченості до різних місцепроживання, різної їжі і різного часу використання одного і того ж місця проживання. Розроблено методи оцінки ширини екологічної ніші та ступеня перекривання екологічних ніш різних видів. Літ-ра:Джиллер П. Структура спільнот та екологічна ніша. - М.: 1988 (по БЕС, 1995).

В екологічному моделюванні поняття екологічна нішахарактеризує деяку частину простору (абстрактного) екологічних чинників, гиперобъем, у якому жоден з екологічних чинників не виходить межі толерантності цього виду (популяції). Безліч таких поєднань значень екологічних чинників, у яких теоретично можливе існування виду (популяції) називають фундаментальної екологічної ніші.

Реалізованою екологічною нішоюназивають частину фундаментальної ніші, лише поєднання значень чинників, у яких можливе стійке чи благополучне існування виду (популяції). Поняття стійкеабо благополучнеіснування вимагають запровадження додаткових формальних обмежень при моделюванні (наприклад, смертність має перевищувати народжуваність).

Якщо при даному поєднанні значень екологічних факторів рослина може вижити, але не здатна розмножуватися, то навряд чи можна говорити про добробут чи стійкість. Отже, таке поєднання екологічних чинників належить до фундаментальної екологічної ніші, але з реалізованої екологічної ніші.

Поза рамками математичного моделювання, звичайно, такої суворості та чіткості у визначенні понять немає. У сучасній екологічній літературі можна виділити чотири основні аспекти уявлення про екологічну нішу:

1) просторова нішавключаючи комплекс сприятливих екологічних умов. Наприклад, комахоїдні птахи ялинника-чорничника мешкають, годуються і гніздяться в різних ярусах лісу, що значною мірою дозволяє їм уникати конкуренції;

2) трофічна ніша. Вирізняється особливо через величезну важливість їжі як екологічного фактора. Поділ харчових ніш в організмів одного трофічного рівня, що мешкають спільно, дозволяє не тільки уникнути конкуренції, але й сприяє більш повному використанню харчових ресурсів і, отже, збільшує інтенсивність біологічного круговоротуречовини.

Наприклад, галасливе населення «пташиних базарів» створює враження. повної відсутностібудь-якого порядку. Насправді кожен вид птахів займає строго певну його біологічними особливостямитрофічну нішу: одні годуються біля берега, інші – на значній відстані, одні ловлять рибу біля поверхні, інші – на глибині тощо.

Трофічні та просторові ніші різних видів можуть частково перекриватися (згадайте принцип екологічного дублювання). Ніші можуть бути широкими (неспеціалізованими) та вузькими (спеціалізованими).

3) багатовимірна ніша, або ніша як гіпероб'єм. Уявлення про багатовимірну екологічну нішу пов'язане з математичним моделюванням. Усі безліч поєднань значень екологічних чинників сприймається як багатовимірне простір. В цьому величезній безлічінас цікавлять лише такі поєднання значень екологічних чинників, у яких можливе існування організму – цей гіпероб'єм і відповідає поняттю багатовимірної екологічної ніші.

4) функціональнеуявлення про екологічну нішу. Це уявлення доповнює попередні і засноване на функціональній схожості найрізноманітніших екологічних систем. Наприклад, говорять про екологічну нішу травоїдних тварин, або дрібних хижаків, або тварин, що харчуються планктоном, або норних тварин тощо. Функціональне уявленняпро екологічну нішу підкреслює рольорганізмів в екосистемі і відповідає звичайному поняттю «професія» чи навіть «становище у суспільстві». Саме у функціональному плані говорять про екологічних еквівалентах- Види, що займають функціонально подібні ніші в різних географічних регіонах.

«Місцепроживання організму – це місце, де він живе, або місце, де його зазвичай можна знайти. Екологічна ніша- поняття більш ємне, що включає в себе не тільки фізичний простір, що займається видом (популяцією), а й функціональну роль даного виду в співтоваристві (наприклад, його трофічне становище) та його положення щодо градієнтів зовнішніх факторів– температури, вологості, рН, ґрунту та інших умов існування. Ці три аспекти екологічної ніші зручно позначати як просторову нішу, трофічну нішу та багатовимірну нішу, або нішу як гіпероб'єм. Отже, екологічна ніша організму залежить не тільки від того, де він живе, але включає також загальну сумуйого вимог до довкілля.

Види, що займають однакові ніші в різних географічних областях, називаються екологічними еквівалентами»(Ю. Одум, 1986).

В.Д. Федоров та Т.Г. Гільманов (1980, с. 118 - 127) відзначають:

«Вивчення реалізованих ніш шляхом опису поведінки функції добробуту на перерізі їх прямими та площинами, що відповідають деяким обраним екологічним факторам, широко використовується в екології (рис. 5.1). При цьому в залежності від характеру факторів, яким відповідає аналізована приватна функціяблагополуччя, можна розрізняти ніші «кліматичні», «трофічні», «едафічні», «гідрохімічні» та інші, звані приватні ніші.

Позитивним висновком з аналізу приватних ніш може бути висновок від протилежного: якщо проекції приватних ніш на деяку (тим більше деякі) з осей не перетинаються, то не перетинаються і самі ніші у просторі більшої розмірності. ...

Логічно можливі три варіанти взаємного розташуванняніш двох видів у просторі екологічних факторів: 1) розділеність (повна розбіжність); 2) часткове перетинання (перекривання); 3) повне включення однієї ніші до іншої. ...

Поділ ніш – досить тривіальний випадок, що відображає факт існування видів, пристосованих до різних екологічним умовам. Значно більший інтерес викликають випадки часткового перетину ніш. Як зазначалося вище, перекривання проекцій навіть у кількох координатах відразу, суворо кажучи, не гарантує фактичного перекривання самих багатовимірних ніш. Тим не менш у практичній роботі наявність таких перетинів і даних про народження видів у близьких умовах часто вважається достатніми аргументами на користь перекриття ніш видів.

Для кількісного виміруступеня перекривання ніш двох видів природно використовувати величину відношення обсягу перетину множин... до обсягу їхнього об'єднання. ... У деяких спеціальних випадках цікавить обчислення заходу перетину проекцій ніш».

НАВЧАЛЬНІ ТЕСТИ ДО ТЕМИ 5

Дайте визначення екологічної ніші. Як розумієте термін «екологічна ніша людини»?

екологічний адаптаційний утилізація забруднювач

Екологічною нішою називають положення виду, яке він займає в загальної системибіоценозу, комплекс його біоценотичних зв'язків та вимог до абіотичним факторамсередовища. Екологічна ніша відображає участь виду біоценозу. У цьому мають на увазі не територіальне його розміщення, а функціональне прояв організму у суспільстві. За висловом Ч. Елтона (1934), екологічна ніша - "це місце у живому оточенні, відношення виду до їжі та до ворогів". Концепція екологічної ніші виявилася дуже плідною розуміння законів спільного життявидів. Крім Ч. Елтона її розвитком працювали багато екологи, у тому числі Д. Гриннелл, Р. Хатчинсон, Ю. Одум та інших.

Кожен вид або його частини (популяції, угруповання різного рангу) займають певне місце в навколишньому середовищі. Наприклад, певний видтварини не може довільно змінювати харчовий раціон або час харчування, місце розмноження, притулку і т. п. Для рослин подібна обумовленість умов виражається, наприклад, через світлолюбство або тінелюбство, місце у вертикальному розчленуванні співтовариства (приуроченість до певного ярусу), час найактивнішої вегетації . Наприклад, під пологом лісу одні рослини встигають закінчити основний життєвий цикл, що завершується дозріванням насіння, до розпускання листя дерева (весняні ефемери). У більш пізній часїхнє місце займають інші, більш тіньовитривалі рослини. Особлива група рослин здатна на швидке захоплення вільного простору (рослини-піонери), але відрізняється низькою конкурентною здатністю і тому швидко поступається своїм місцем іншим (більш конкурентоспроможним) видам.

Рисунок 1 Екологічні ніші організмів, що живляться корінням (1), кореневими виділеннями (2), листям (3), тканинами стебла та стовбура (4), плодами та насінням (5, 6), квітками та пилком (7, 8), соками (9) та нирками (10) (за І. Н. Пономарьовою, 1975)

Наведені приклади ілюструють екологічну нішу або її окремі елементи. Під екологічною нішою зазвичай розуміють місце організму в природі і весь образ його життєдіяльності, або, як кажуть, життєвий статус, Що включає ставлення до факторів середовища, видів їжі, часу і способів харчування, місць розмноження, укриттів і т. п. Це поняття значно об'ємніше і змістовніше поняття «місцепроживання». Американський еколог Одум образно назвав місцеперебування «адресою» організму (виду), а екологічну нішу - його «професією». На одному житлі живе, як правило, велика кількістьорганізмів різних видів. Наприклад, змішаний ліс - це місце проживання для сотень видів рослин і тварин, але у кожного з них своя і лише одна "професія" - екологічна ніша. Так, подібне місцеперебування, як зазначалося вище, у лісі займають лось і білка. Але ніші їх зовсім різні: білка живе в основному в кронах дерев, харчується насінням і плодами, там же розмножується і т.п. p. Якщо організми займають різні екологічні ніші, вони не вступають зазвичай у конкурентні відносини, сфери їх діяльності та впливу розділені. У разі відносини розглядаються як нейтральні. Разом з тим у кожній екосистемі є види, які претендують на ту саму нішу або її елементи (їжу, укриття тощо). У разі неминуча конкуренція, боротьба за володіння нішою. Еволюційно взаємовідносини склалися отже види з подібними вимогами до середовища що неспроможні довго існувати разом. Ця закономірність не без винятків, але вона настільки об'єктивна, що сформульована у вигляді положення, яке отримало назву «правило конкурентного виключення». Автор цього правила еколог Г. Ф. Гаузе. Звучить воно так: якщо два види зі подібними вимогами до середовища (живленню, поведінці, місцям розмноження тощо) вступають у конкурентні відносини, то один з них повинен загинути або змінити свій спосіб життя і зайняти нову екологічну нішу. Іноді, наприклад, щоб зняти гострі конкурентні відносини, одному організму (тварини) достатньо змінити час харчування, не змінюючи самого виду їжі (якщо конкуренція виникає на нирці харчових відносин), або знайти нове місце проживання (якщо конкуренція має місце на ґрунті даного фактора) і т.п.

З інших властивостей екологічних ніш відзначимо, що організм (вид) може їх змінювати протягом свого. життєвого циклу. Найбільш яскравий прикладщодо цього - комахи. Так, екологічна ніша личинок хруща пов'язана з грунтом, живленням кореневими системами рослин. У той же час екологічна ніша жуків пов'язана з наземним середовищемхарчування зеленими частинами рослин.

З екологічними нішами значною мірою пов'язані життєві форми організмів. До останніх відносять групи видів, що часто систематично далеко віддалені, але виробили однакові морфологічні адаптації в результаті існування в подібних умовах. Наприклад, подібністю життєвих форм характеризуються дельфіни (ссавці) і інтенсивно пересуваються в водному середовищіхижі риби. В умовах степів подібними життєвими формамипредставлені тушканчики та кенгуру (стрибуни). У рослинному світіокремими життєвими формами представлені численні види дерев, що займають ниткою верхній ярус, чагарники, що існують під пологом лісу, і трави - в грунтовому покриві.

Необмежена екологічна ніша, дозволили йому перейти до рангу унікального виду, здатного підпорядковувати своїм інтересам інші види, знищувати їх. Такі явища далекі від видів, що існують у межах екосистем і займають певні місцяу ланцюгах харчування, оскільки знищення інших видів рівносильне самознищенню. Це один із парадоксів розвитку людини як біосоціальної істоти. Людина забезпечила своє перетворення на гіпереврібіонта не за рахунок біочогічних механізмів, а за рахунок технічних засобів, і тому він значною мірою втратив потенціал біологічної адаптації. У цьому причина того, що людина перебуває в числі перших кандидатів на відхід з арени життя в результаті змін, що ним викликаються, середовища.

Екологічна ніша

1. Поняття «екологічна ніша»

2. Екологічна ніша та екосистеми

Висновок

Література

1. Поняття «екологічна ніша»

Екологічна ніша , місце, займане видом (точніше - його населенням) у суспільстві (біоценозі). Взаємодія даного виду (популяції) з партнерами по співтоваристві, в яке він входить як сочлена, визначає його місце в кругообігу речовин, обумовленому харчовими та конкурентними зв'язками в біоценозі. Термін «Екологічна ніша» запропонований американським вченим Дж. Грінелл (1917). Трактування Екологічна ніша як положення виду в ланцюгах живлення одного або кількох біоценозів було дано англійським екологом Ч. Елтоном (1927). Подібне тлумачення поняття «Екологічна ніша» дозволяє дати кількісну характеристикуЕкологічна ніша кожному за виду чи його окремих популяцій. І тому зіставляють у системі координат розмаїття виду (число особин чи біомасу) з показниками температури, вологості чи іншого чинника середовища. Таким шляхом можна виділити зону оптимуму і межі відхилень, що виносяться - максимум і мінімум кожного фактора або сукупності факторів. Як правило, кожен вид займає певну екологічну нішу, до існування в якій він пристосований усім ходом. еволюційного розвитку. Місце, яке займає видом (його населенням) у просторі (просторова Екологічна ніша), частіше називають місцем проживання.

Екологічна ніша – просторово-часове становище організму в рамках екосистеми (де, коли і чим харчується, де влаштовує гніздо тощо)

На перший погляд здається, що тварини повинні конкурувати одна з одною за їжу та притулки. Однак це рідко, т.к. вони займають різні екологічні ніші. Приклад: дятли витягають личинки з-під кори, горобці-зерном. І мухоловки та летючі мишіловлять мошкару, але в різний час- вдень і вночі. Жираф поїдає листя з верхівок дерев та не конкурує з іншими травоїдними.

Кожен вид тварин має свою нішу, що зводить до мінімуму конкуренцію з іншими видами. Тому в збалансованій екосистемі присутність одного виду зазвичай не загрожує іншому.

Адаптація до різних ніш пов'язана з дією закону лімітуючого фактора. Намагаючись використовувати ресурси поза своєї ніші тварина зіштовхується зі стресом, тобто. зі зростанням опору середовища. Інакше кажучи, у своїй ніші його конкурентоспроможність велика, а поза нею істотно слабшає чи зникає зовсім.

Адаптація тварин до певних ніш зайняла мільйони років і протікала у кожній екосистемі по-своєму. Ввезені з інших екосистем види можуть викликати вимирання місцевих у результаті успішної конкуренції за їхні ніші.

1. Шпаки, завезені до Північної Америки з Європи, за рахунок своєї агресивної територіальної поведінки витіснили місцевих «синіх» птахів.

2. Дикі осли потруїли пустельні екосистеми, витіснивши звідти снігового барана.

3. У 1859 році в Австралію з Англії завезли кроликів для спортивного полювання. Природні умовивиявилися їм сприятливими, а місцеві хижаки - не небезпечними. У результаті

4. Землероби шукають методи боротьби з бур'яном, що раніше не зустрічалося в нільській долині. Невисока рослина з великим листям і потужним коренем вже кілька років веде наступ на оброблювані землі Єгипту. Місцеві агрономи вважають його надзвичайно активним шкідником. Виявляється, що ця рослина відома в Європі під назвою «хрін сільський». Ймовірно, його завезли російські фахівці, які будували металургійний комбінат.

Концепція екологічної ніші може бути застосована і до рослин. Як і в тварин, їх конкурентоспроможність висока лише в певних умовах.

Приклад: Платани ростуть на берегах річок і в заплавах, дуби на схилах. Платан пристосований до перезволоженого ґрунту. Насіння платана поширюється вгору схилом і цей вид може рости там за відсутності дубів. Аналогічно, жолуді, потрапляючи в заплаву, гинуть через надлишок вологи і не здатні конкурувати із платанами.

Екологічна ніша людини - склад повітря, води, їжі, кліматичні умови, рівень електромагнітного, ультрафіолетового, радіоактивного випромінюваннята ін.

2. Екологічна ніша та екосистеми

У різні часи поняття екологічної ніші приписували різний сенс. Спочатку словом "ніша" позначалася основна одиниця розподілу виду в межах простору екосистеми, що диктується структурними та інстинктивними обмеженнями даного виду. Наприклад, білки живуть на деревах, лосі – на землі, одні види птахів гніздяться на гілках, інші у дуплах тощо. Тут поняття «екологічна ніша» трактується в основному як місцеперебування, або просторова ніша. Пізніше терміну “ніша” було надано сенс “функціонального статусу організму у суспільстві”. В основному це стосувалося місця цього виду в трофічній структурі екосистеми: вид їжі, час і місце харчування, хто є хижаком для даного організмуі т.д. Тепер це називають трофічною нішою. Потім було показано, що нішу можна розглядати як якийсь гіпероб'єм у багатовимірному просторі, побудованому на базі факторів довкілля. Цей гіпероб'єм обмежував діапазон факторів, у якому може існувати даний вид (гіперпросторова ніша).

Тобто в сучасному розумінніЕкологічної ніші можна виділити принаймні три аспекти: фізичний простір, що займається організмом в природі (місцепроживання), його ставлення до факторів середовища і до живих організмів (зв'язку), що сусідять з ним, а також його функціональну роль в екосистемі. Всі ці аспекти проявляються через будову організму, його адаптацію, інстинкти, життєві цикли, життєві “інтереси” тощо. Право організму вибирати свою екологічну нішу обмежено досить вузькими рамками, закріпленими його від народження. Проте його нащадки можуть претендувати інші екологічні ніші, якщо у них відбулися відповідні генетичні зміни.

З використанням концепції екологічної ніші правило конкурентного виключення Гаузе можна перефразувати наступним чином: два різні види не можуть довгий часзаймати одну екологічну нішу і навіть входити до однієї екосистеми; один із них повинен або загинути, або змінитись і зайняти нову екологічну нішу. До речі, внутрішньовидова конкуренція часто сильно зменшується саме тому, що на різних стадіях життєвого циклу багато організмів займають різні екологічні ніші. Наприклад, пуголовок - рослиноїдна тварина, а дорослі жаби, що мешкають у тому ж ставку, - хижаки. Інший приклад: комахи на стадії личинки та дорослої особини.

На одній території в екосистемі може жити велика кількість різних видів організмів. Це можуть бути близькі споріднені види, але кожен з них повинен зайняти свою унікальну екологічну нішу. І тут дані види вступають у конкурентні відносини й у певному сенсі стають нейтральними друг до друга. Однак найчастіше екологічні ніші різних видів можуть перекриватися принаймні по одному з аспектів, наприклад, місце проживання або харчування. Це призводить до міжвидової конкурентної боротьбищо зазвичай не носить жорсткого характеру і сприяє чіткості розмежування екологічних ніш.

Таким чином, в екосистемах реалізується закон, аналогічний принципу заборони Паулі квантової фізики: в даній квантовій системі в тому самому квантовому стані не може знаходитися більше одного ферміону (часток з напівцілим спином, типу електронів, протонів, нейтронів і т.п.). В екосистемах також відбувається квантування екологічних ніш, які прагнуть чітко локалізуватися по відношенню до інших екологічних ніш. Усередині даної екологічної ніші, тобто усередині популяції, яка займає цю нішу, триває диференціація більш приватні ніші, які займає кожна конкретна особина, визначальна статус даної особини у житті даної популяції.

Чи відбувається подібна диференціація на більш низьких рівняхсистемної ієрархії, наприклад, лише на рівні багатоклітинного організму? Тут також можна виділити різні "види" клітин і дрібніших "телець", будова яких визначає їх функціональне призначення всередині організму. Деякі їх нерухомі, їх колонії утворюють органи, призначення яких має сенс лише щодо організму загалом. Є й рухливі найпростіші організми, які живуть, здавалося б, своїм “особистим” життям, проте цілком задовольняє потребам всього багатоклітинного організму. Так, наприклад, червоні кров'яні тільця роблять тільки те, що вони “вміють”: в одному місці зв'язують кисень, а в іншому місці його вивільняють. Це їхня “екологічна ніша”. Життєдіяльність кожної клітини організму побудована таким чином, що, живучи для себе, вона одночасно працює на благо всього організму. Подібна праця зовсім не втомлює, так само як нас не втомлює процес їди, або заняття улюбленою справою (якщо, звичайно, все це в міру). Клітини влаштовані так, що по-іншому вони жити просто не можуть, так само як бджола не може жити, не збираючи з квітів нектар і пилок (напевно, це приносить їй насолоду).

Таким чином, вся природа "знизу догори" схоже пронизана ідеєю диференціації, яка в екології оформилася в поняття екологічної ніші, яка в певному сенсі аналогічна до органу або підсистеми живого організму. Самі ці “органи” формуються під впливом довкілля, тобто їх формування підпорядковане вимогам надсистеми, у разі - біосфери.

Так відомо, що в аналогічних умовформуються подібні один до одного екосистеми, що мають однаковий набір екологічних ніш, навіть якщо ці екосистеми розташовані в різних географічних областях, розділених непереборними перешкодами. Найбільш яскравий приклад у цьому відношенні демонструє живий світ Австралії. довгий часщо розвивався відокремлено від решти світу суші. У екосистемах Австралії можна назвати функціональні ніші, еквівалентні відповідним нішам екосистем інших материках. Ці ніші виявляються зайнятими тими біологічними групами, які є у фауні і флорі даної області, але аналогічним чином спеціалізованими такі ж функції в екосистемі, які притаманні даної екологічної ніші. Такі види організмів називають екологічно еквівалентними. Наприклад, великі кенгуру Австралії еквівалентні бізонам та антилопам. Північної Америки(На обох континентах зараз цих тварин заміщують в основному корови та вівці).

Подібні явища теоретично еволюції звуться паралелізму. Дуже часто паралелізм супроводжується конвергенцією (сходженням) багатьох морфологічних (від грецького словаморфе-форма) ознак. Так, незважаючи на те, що весь світ завоювали планцетарні тварини, в Австралії з якихось причин практично всі ссавці є сумчастими, за винятком кількох видів тварин, привезених набагато пізніше, ніж остаточно оформився живий світ Австралії. Однак тут зустрічається і сумчастий кріт, і сумчаста білка, і вовк сумчастий і т.д. Всі ці тварини не тільки функціонально, а й морфологічно подібні до відповідних тварин наших екосистем, хоча жодної спорідненості між ними немає.

Усе це свідчить на користь наявності певної “програми” формування екосистем у цих умовах. Як "генів", що зберігають цю програму, може виступати вся матерія, кожна частка якої голограмно зберігає в собі інформацію про весь Всесвіт. Ця інформація реалізується в актуальному світі у формі законів природи, які сприяють тому, що різні природні елементиможуть складатися в упорядковані структури зовсім не довільним чином, а єдино можливим, або принаймні кількома можливими способами. Так, наприклад, молекула води, одержувана з одного атома кисню і двох атомів водню, має ту саму просторову форму, незалежно від того, чи відбулася реакція у нас, чи в Австралії, хоча за розрахунками Айзека Азімова при цьому реалізується лише один шанс із 60 мільйонів. Ймовірно, щось подібне відбувається у разі формування екосистем.

Таким чином, у будь-якій екосистемі є певний набірсуворо пов'язаних один з одним потенційно можливих (віртуальних) екологічних ніш, покликаних забезпечити цілісність та стійкість екосистеми. Ця віртуальна структураі є свого роду "біополь" даної екосистеми, що містить "еталон" її актуальної (речовинної) структури. І за великим рахунком, навіть не важливо, якою є природа цього біополя: електромагнітна, інформаційна, ідеальна або якась інша. Важливим є сам факт його існування.

У будь-якій екосистемі, що сформувалася природним чином, не зазнала на собі вплив людини, всі екологічні ніші виявляються заповненими. Це називається правилом обов'язковості заповнення екологічних ніш. Його механізм будується на властивості життя щільно заповнювати собою весь доступний їй простір (під простором в даному випадкурозуміється гіпероб'єм факторів середовища). Однією з основних умов, що забезпечують виконання цього правила, є наявність достатньої видової різноманітності.

Кількість екологічних ніш та їх взаємопов'язання підпорядкована єдиній меті функціонування екосистеми як єдиного цілого, що має механізми гомеостазу (стійкості), зв'язування та вивільнення енергії та круговороту речовин. По суті, підсистеми будь-якого живого організму орієнтовані на ті самі цілі, що зайвий раз говорить про необхідність перегляду традиційного розуміння терміна “ жива істота”. Як живий організм не може нормально існувати без того чи іншого органу, так і екосистема не може бути стійкою, якщо не заповнені всі її екологічні ніші. Тому це вище загальноприйняте визначення екологічної ніші, мабуть, не зовсім коректно. Воно виходить із життєвого статусу конкретного організму (редукціоністський підхід), тоді як на перше місце треба ставити потреби екосистеми у реалізації її життєво важливих функцій(Холістичний підхід). Конкретні види організмів можуть лише заповнити цю екологічну нішу, якщо вона відповідає їхньому життєвому статусу. Інакше кажучи, життєвий статус - це лише “запит” на екологічну нішу, але ще сама ніша. Таким чином, під екологічною нішою слід, мабуть, розуміти структурну одиницюекосистеми, що характеризується певною функцієюнеобхідної для забезпечення життєздатності екосистеми, і яка для цього повинна бути обов'язково заповнена організмами з відповідною морфологічною спеціалізацією.

Висновок

Положення популяції в екосистемі може бути різним: від повного домінування(сосна звичайна в сосновому лісі) до повної залежностіта підпорядкованості (світлолюбні трави під пологом лісу). При цьому вона, з одного боку, прагне максимально повно здійснювати свої процеси життєдіяльності у своїх інтересах, а з іншого – автоматично забезпечує життєдіяльність інших популяцій цього ж біоценозу, будучи компонентом ланцюга живлення, а також через топічні, пристосувальні та інші зв'язки.

Тобто. кожна населення, як повноправний представник виду в екосистмі, має у ній своє місце. Американський еколог Р.Макінтош назвав його екологічною нішою.

Основні компоненти екологічних ніш:

1. Певне місце проживання (фізико-хімічні властивості екотопа та кліматичні умови);

2. Біоценотична роль (виробник, споживач чи руйнівник органічної речовини);

3. Положення всередині власного трофічного рівня (домінування, содомінування, підпорядкованість тощо);

4. Місце у харчовому ланцюгу;

5. Становище у системі біотичних відносин.

Іншими словами, екологічна ніша – це сфера життєдіяльності виду в екосистемі. Оскільки вид представлений в екосистемі однією популяцією, то, очевидно, що чи іншу екологічну нішу займає у ній саме населення. Вигляд же за великим рахунком займає свою екологічну нішу у глобальній екосистемі – біосфері. Більш складним є питання, чи має власну екологічну нішу окрема особина. Нішу не лише як ділянку території екотопа, а й як якусь власну та унікальну роль, визначену її здатністю до боротьби за існування. У ряді випадків ні практично, ні теоретично таку роль не можна виділити. Наприклад, комар у хмарі комарів або рослина пшениці будь-якого сорту в агроценозі за жодними значимими параметрами один від одного не відрізняються. В інших випадках наявність власної екологічної ніші очевидна: ватажок у зграї вовків, бджола-матка у вулику бджіл тощо. Вочевидь, що що більш диференційовано чи соціально співтовариство (популяція), то чіткіше виявляються ознаки екологічних ніш кожної особини. Найбільш яскраво вони диференційовані та окреслені у спільнотах людини: президент держави, глава фірми, поп-зірка тощо. і т.п.

Отже, у загальній екології розглядаються екологічні ніші як реальність таких таксонів як вид (підвид, різновид) і населення, а окремих гетерогенних співтовариств - й у особини. У гомогенних спільнотах, розглядаючи місце і роль окремих особин, можна користуватися терміном мікроніша.

Література

1. Радкевич В.А. Екологія.- Мн.: Виш.шк., 1997, с.107-108.
2. Солбріг О., Солбріг Д. Популяційна біологія та еволюція. - М: Мир, 1982.
3. Міркін Б.М. Що таке рослинні угруповання. - М: Наука, 1986,с.38-53.
4. Мамедов Н.М., Суровегіна І.Т. Екологія. - М: Школа-Прес, 1996, с.106-111.
5. Шилов І.А. Екологія. - М: Вищ.школа, 2000, с.389-393.

Екологічною нішоюназивають положення виду, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ oiзаймає у загальній системі біоценозу, комплекс його біоценотичних зв'язків та вимог до абіотичних факторів середовища. Екологічна ніша відображає участь виду біоценозу. У цьому мають на увазі не територіальне його розміщення, а функціональне прояв організму у суспільстві. За висловом Ч. Елтона (1934), екологічна ніша - це місце в живому, оточенні, відношення виду до їжі і до ворогів. Концепція екологічної ніші виявилася дуже плідною розуміння законів спільного життя видів. Крім Ч. Елтона її розвитком працювали багато екологи, у тому числі Д. Гриннелл, Р. Хатчинсон, Ю. Одум та інших.

Існування виду в співтоваристві визначається поєднанням і дією багатьох факторів, але у визначенні приналежності організмів до будь-якої ніші виходять з характеру харчування цих організмів, з їхньої здатності добувати або постачати їжу. Так, зелена рослина, беручи участь у складанні біоценозу, забезпечує існування цілої низки екологічних ніш. Це бувають ніші, що охоплюють організми, що харчуються тканинами коренів або тканинами листя, квітками, плодами, виділеннями коренів і т. д. (рис. 11.11).

Мал. 11.11. Розміщення екологічних ніш, присвячених рослині:

1 – корнеєди; 2 - кореневі виділення, що поїдають; 3 – листоїди; 4 - стовбури, 5 - плодоїди; 6 - сім'їїди; 7 - квіткоїди; 8 - пилкоїди; 9 - сокоєди; 10 - ниркоїди

(за І. Н. Пономарьовою, 1975)

Кожна з цих ніш включає різнорідні по видовому складуГрупи організмів. Так, в екологічну групу корнеєдів входять і нематоди, і личинки деяких жуків (лускуна, травневого хруща), а в нішу соки, що ссуть рослини - клопи, попелиці. Екологічні ніші «стеблеїди» або «стволовоїди» охоплюють велику групутварин, серед яких особливо численні комахи (деревини, деревинники, короїди, вусані та ін.).

Слід зазначити, що серед них є й такі, що харчуються лише деревиною живих рослин або лише корою – ті та інші належать до різних екологічних ніш. Спеціалізація видів щодо харчових ресурсів зменшує конкуренцію, збільшує стабільність структури спільноти.

Існують різні типи поділу ресурсів.

1. Спеціалізація морфології та поведінки відповідно до роду їжі: наприклад, дзьоб у птахів має бути пристосований для лову комах, довбання отворів, розколювання горіхів, розривання м'яса та ін.

2. Вертикальний поділ, наприклад, між мешканцями пологу та лісової підстилки.

3. Горизонтальний поділ, наприклад, між мешканцями різних мікромісців. Кожен з цих типів або їх комбінація призводить до поділу організмів на групи, що менш конкурують між собою, оскільки кожна з них займає свою нішу. Наприклад, існує поділ птахів на екологічні групи, засноване дома їх харчування: повітря, листя, стовбур, грунт. Подальший підрозділ цих груп виходячи з основного типу їжі показано на рис. 11.12.

Мал. 11.12. Поділ птахів на екологічні групи, заснований

на місці їх харчування: повітря, листя, стовбур, земля

(за М. Грін та ін., 1993)

Спеціалізація виду харчування, використання простору, часу активності та інших умов характеризується як звуження його екологічної ніші, а зворотні процеси- Як його розширення.

На звуження чи розширення екологічної ніші виду у суспільстві впливають конкуренти. Сформульоване Г. Ф. Гаузе правило конкурентного виключення для близьких за екологією видів має бути виражене таким чином, що два види не вживаються в одній екологічній ніші. Вихід із конкуренції досягається розбіжністю вимог до середовища, зміни способу життя чи, іншими словами, є розмежуванням екологічних ніш видів. У цьому випадку вони набувають здатності співіснувати в одному біоценозі. Так, в мангрових чагарниках узбережжя Південної Флориди мешкають різні чаплі і нерідко на одній і тій же мілини годуються рибою до дев'яти різних видів. При цьому вони практично не заважають один одному, тому що в їх поведінці - в тому, які мисливські ділянки вони віддають перевагу і як ловлять рибу, - виробилися пристрої, що дозволяють їм займати різні ніші в межах однієї і тієї ж мілини. Зелена кваква пасивно чекає рибу, сидячи на коренях мангрових дерев, що виступають з води. Луїзіанська чапля робить різкі рухи, збовтуючи воду і злякуючи рибок, що причаїлися. Снігова чапля у пошуках видобутку повільно пересувається з місця на місце.

Найбільш витонченим способом лову користується червона чапля, яка спочатку збаламучує воду, а потім широко розкриває крила, утворюючи тінь. При цьому, по-перше, вона сама добре бачить все, що відбувається у воді, а, по-друге, злякані риби приймають тінь за укриття, прямують до нього, потрапляючи прямо в дзьоб ворога. Розміри великої блакитної чаплі дозволяють полювати в місцях, не доступних для її більш дрібних і коротконогих родичів. Комахоїдні птахи в зимових лісахРосії, що годуються на деревах, за рахунок різного характерупошуку їжі також уникають конкуренції один з одним. Поповзни та пищухи збирають їжу на стовбурах. Поповзні стрімко обстежують дерева, швидко схоплюючи комах, насіння, що опинилося у великих тріщинах кори, а дрібні пищухи ретельно обшаривают на поверхні стовбура найменші щілини, в які проникає їх тонкий шилоподібний дзьоб. У європейській частині Росії існують близькі види синиць, ізоляція яких один від одного обумовлена ​​відмінностями в місцепроживання, місцях годівлі та розмірах видобутку. Екологічні відмінності відбиваються й у низці невеликих деталей зовнішньої будови, в т.ч. у змінах довжини та товщини дзьоба (рис. 11.13).

Взимку в змішаних зграйках великі синиці ведуть широкий пошук їжі на деревах, у кущах, пнях, а часто й на снігу. Синиці-гаїчки обстежують переважно великі гілки. Довгохвості синиці шукають корм на кінцях гілок, а дрібні корольки ретельно обстежують верхні частини хвойних крон.

Численні загони тварин, які харчуються травою, мають у своєму складі степові біоценози. Серед них багато великих і дрібних ссавців, таких, як копитні (коні, вівці, кози, сайгаки) та гризуни (суслики, бабаки, мишоподібні). Усі вони становлять одну велику функціональну групубіоценозу (екосистеми) – травоїдних тварин. Разом з тим дослідження показують, що роль цих тварин у споживанні рослинної маси не однакова, оскільки вони використовують у своєму харчуванні різні складові трав'яного покриву.

Мал. 11.13. Харчові угіддя у різних видів синиць

(за Є. А. Криксунову та ін., 1995)

Так, великі копитні (нині це домашні тварини та сайгаки, а до освоєння людиною степів - лише дикі види) лише частково, вибірково виїдають корм, головним чином високі, найбільш поживні трави, відкушуючи їх на значній висоті (4-7 см) від поверхні ґрунту. Суроки, що живуть тут же, вибирають корм серед травостою, зрідженого та зміненого копитними, поїдаючи його, що було їм недоступне. Суроки поселяються і годуються тільки там, де немає висококотрав'я. Дрібніші тварини - ховрахи - воліють збирати корм там, де ще сильніше порушений травостій. Тут вони збирають те, що залишилося від годування копитних та бабаків. Між цими трьома групами травоїдних тварин, що утворюють зооценоз, спостерігається поділ функцій у використанні біомаси трав'янистого покриву. Відносини, що склалися між цими групами тварин, не мають конкурентного характеру. Всі ці види тварин використовують різні складові рослинного покриву, «доїдаючи» те, що не є доступним іншим травоїдним. Різноякісна участь у поїданні травостою або розміщення організмів по різних екологічних нішах забезпечує більш складну структурубіоценозу на даній території, забезпечуючи більш повне використанняумов життя в природних екосистемахта максимальне споживання її продукції. Спільне існування цих тварин характеризується як відсутністю конкурентних зв'язків, а навпаки, забезпечує високу їх чисельність. Так, що в останні десятиліття збільшення ховрахів та його розселення - результат посилення випасу свійських тварин у степових районах у зв'язку зі збільшенням поголів'я худоби. У місцях, позбавлених випасу (наприклад, заповідні землі), спостерігається скорочення чисельності бабаків та ховрахів. На ділянках зі швидким відростанням трав (особливо на високотравних ділянках) бабаки йдуть зовсім, а ховрахи залишаються в незначній кількості.

У рослин, що у одному ярусі, екологічні ніші подібні, що сприяє ослаблення конкуренції між рослинами різних ярусів і зумовлює освоєння ними різних екологічних ніш. У біоценозі різні видирослин займають різні екологічні ніші, що послаблює міжвидову конкурентну напругу. Один і той же вид рослин у різних природних зонах може займати різні екологічні ніші. Так, сосна і чорниця в бору-чорниці, водні рослини(Рдести, кубушка, водофарб, ряски) поселяються разом, але розподіляються по різних нішах. Седмичник і чорниця в лісах помірної смуги є типовими тіньовими формами, а в лісотундрі та тундрі ростуть на відкритих просторахі стають світловими. На екологічну нішу виду впливають міжвидова та внутрішньовидова конкуренції.

За наявності конкуренції з близькоспорідненими або екологічно подібними видами зона місцеперебування скорочується до отчмальних кордонів (рис. 11.14), т. е. вид поширюється найбільше< благоприятных для него зонах, где он обладает преимуществом пс сравнению со своими конкурентами. В случае если межвидовая конкуренция сужает экологическую нишу вида, не давая проявиться в повному обсязі, то внутрішньовидова конкуренція, навпаки, сприяє розширенню екологічних ніш. При збільшеній чисельності видів починається використання додаткових кормів, освоєння нових місцепроживання, поява нових біоценотичних зв'язків.

Мал. 11.14. Поділ місць проживання внаслідок конкуренції

(за Є. А. Криксунову, 1995)

Екологічні ніші - поняття та види. Класифікація та особливості категорії "Екологічні ніші" 2017, 2018.